翻转课堂在化工原理课堂中的应用

王舟 张雪峰

摘  要：化工原理课程是综合应用数学、物理、化学等基础知识，分析和解决化学加工类生产中各种物理过程问题的工程学科，它承担着工程科学与工程技术的双重教育任务。本文在当前高等学校注重培养创新型人才的背景下，分析了将翻转课堂应用于化工原理教学过程中的必要性，并设计了课前预习指导、课堂评价及课后检验的方式引入课堂。翻转课堂教学法能够激发学生学习化工原理的积极性及参与创新实践科研工作的兴趣，该方法对培养应用型和创新性人才有促进作用。

关键词：化工原理  翻转课堂  教学改革

中图分类号：G642         文献标识码：A            文章编号：1672-1578（2019）08-0046-02

1   在化工原理课堂中应用翻转课堂的必要性

化工原理是在高等数学、物理学、物理化学、化工制图以及化工设备机械基础等课程的基础上开设的一门技术基础课程，是工程技术学的一个分支。其主要任务是通过本课程的学习，培养学生分析和解决单元操作中各种问题的能力，为今后的学习和工作中解决所遇到的强化生产过程、提高设备效率、节约能耗等方面的问题打下良好的基础。

化工生产过程泛指对原料进行化学加工，最终获得有价值产品的生产过程。由于原料、产品的多样性及生产过程的复杂性，形成了数以万计的化工生产工艺，而这些生产工艺都是由化学反应及若干物理单元操作有机构成的。相对于化工反应及反应器来说，其它的物理过程则为化学反应准备适宜的反应条件及将反应物分离提纯而获得最终产品的作用。这些基本的物理操作统称为化工单元操作。只有对各种不同的化工生产中的单元操作进行研究，才能揭示其共性的本质、原理和规律。化工原理的基本内容就是阐述各单元操作的基本原理、过程计算及典型设备。

从化工原理课程的基本内容及培养目标来看，这门课程是相关专业的大学生的核心课程。如何提高学生对这门课程的学习兴趣与能力，是这门课程的重点，而提高学生的学习能力、具有一颗感恩的心，这也是大学教育的根本。但是化工原理这门课程具有公式多、知识面广、应用性强、内容抽象等特点，给学生的学习带来很大困难。为此，一些科研教育者对这门课程进行了一些探索，并取得了一定的成果。张伟[1]在化工原理课题上，设计了以问题为导向的教学方法，采取互动教学模式，将仿真实验和企业案例引入课题，引起了学生的学习兴趣，取得的不错的教学效果。赵福真[2]与徐美[3]根据化工原理课程理论教学和实践能力培养环境存在着联系不紧密的情况下，都强调了培养学生工程意识。则赵福真提出了从日常现象出发，逐步引入教学内容;结合身边案例，提高实践能力;并且帮助学生及时归纳总结，掌握知识要点的教学方法，激发了学生学习兴趣，培养了学生的工程思维。秦正龙[4]在化工原理课程中灵活地应用数学定律、图解法、类比法等多种教学方法和手段，提高了学生的学习兴趣。翻转课题（Flipped classroom），因其具有培养学生课前独立自主的学习能力，并能有效拓展学生的创新能力，节约师生之间的学习时间，故近年来在教学课题中引起了广泛的注意。比如，赵静[5]等就把翻转课题引入到化工原理实验教学中，并取得不错的效果。本文也把翻转课题应用到化工原理这门课程中，并检测了应用效果，发现翻转课题切实提高了学生的自学能力，合作写作能力，最重要的是通过这门课的学习，培养了学生懂得感恩的心。

2   存在的问题

化工原理这门课程逻辑性严谨，对某些问题进行合理处理的时候又需要进行工程近似，同时学生又是第一次接触工程概念，这就导致在课程教学上存在一些问题： 首先，二本院校所招学生大多数都是刚过线的、并通过调剂而过来的学生，学生的素质差距比较大，這造成了学生的知识水平有所欠缺，给教学增加了新的难度。其次，现在的学生属于网络原住民，地方高校的学生也是，相对于全国重点大学学生来说，大部分学生的自我控制力比较差，通常网游的晚上凌晨左右，这就导致他们没有时间预习课程，第二天的学习效果就会打折扣了。最后，学生实践能力缺乏。学生缺乏对实际工业生产过程的了解，仅局限于书本的知识和习题学习，如何让学生把课本中所学知识在实际生活中有效利用是教学需要解决的一个问题;此外化工原理课程概念多、公式多、符号多，也是历届学生反映难学的课程，那么如何让学生易懂、易记、易用也是教学需要解决的一个问题。

3   翻转课题的特征

诚然，我们最熟悉的是传统课堂，它包含知识传授和知识的内化，而知识的传授就是教师在课题上讲授，学生在课堂上听老师讲解，而讲解后则需要学生进行知识的内化，即学生课后作业、操作与实践。学生都是被动的接受所讲的知识。与此相反，翻转课题最根本的变化就是老师仅仅是引导者，翻转的是老师和学生的位置，让学生自主的学习。而FLN（Flipped Learning Network）在2014年3月12日宣布了翻转课堂的定义：“翻转学习是一种新型的教学方法，该方法将直接的教学行为从小组学习空间变为一个动态的、互动的学习场所。在该场所中，学员们将理论概念由于实践，更加积极主动第融入课堂主题，而教师的角色是指导者。”[6]通俗地说，就是转换教师、学生角色，让学生更加积极、自主地学习。

4   翻转课题的实施

鉴于化工原理这门课程的特征、所接受教学的学生素质及本人所推崇的教学目的（培养学生自学能力），主要以各单元操作的设备作为翻转学习的内容。现在的学生都是网络原住民，通过网络给学生布置相应的内容，强调学习的重点内容后，余下的就是学生准备所学上课的内容的讲授。

图中显示了学生授课与听课的情况，可以发现，绝大数学生都在认真听取“老师”授课，也在做笔记，可见相互间的配合是比较默契，估计是同学直接关系比较密切，有一定的新鲜感。图b主要呈现“老师”教态和少许违规的情况，存在隐形逃课的现象，一位同学在看手机。诚然，新“老师”存在着一些问题，比如PPT的版式，“老师”的教态、习惯用语、连贯性等等，都让学生一一指出，并提出了自己的改进措施，这些都是在上课前教师反复强调的，强调学生是一个整体，是互相学习的过程，有则改之，无则加冕，学生贯彻得不错，这也是作为教师感动高兴的地方，所预定的目标都已经达到。到教师总结的时候，肯定与鼓励了优点，同时也指出了他们的不足，提高了他们学习兴趣。

5   效果评价

对于翻转课堂实施的效果来说，最直观的还是通过考试成绩，当然还可通过学生学习的状态及表现来评价。预计卷面平均分为65分，预计及格率为75%，实际考核卷面平均分为60.48分，及格率为64.44%，卷面最高分84分，最低分33.5分。卷面平均分和及格率达到预期目标。

在批改学生考试答卷时，有学生在不会的题目下写：“复习的时候，没注意到负荷性能图，抱歉！”这也体现了学生在学习这门课的过程中，学会了感恩与换位思考，同时，在于学生谈话时，不在该课堂组的学生说，看到了“老师”的忙碌与努力，很有感叹地说：“老师也真是辛苦，他们只做一章一小节的内容，需花费很多精力。”这也间接反映出了翻转课堂的实际效果，提高学生的学习能力的同时，也学会了生活的态度，感恩。

6   结语

根据所教的学生素质与化工原理课程特点采用翻转课堂手段，提高了学生的学习兴趣，提高课堂效率，同时，让学生也学会了一颗感恩的心。

参考文献：

[1] 张伟，李芊，王勇，等.问题教学法在化工原理教学改革中的探索[J].广州化工，2017（5）.

[2] 赵福真，金士威，肖杨，等.化工原理课堂教学改革探索[J].广州化工，2018.46（10）：130-131.

[3] 徐美，李煦，郭琳琳.化工原理教学中学生工程意识的培养[J].沧州师范学院学报，2016，32（1）：116-118.

[4] 秦正龙.化工原理课程中多种教学方法的运用[J].高教学刊，2017（8）：95-96.

[5] 赵静，郑珍珍，张淮浩.翻转课堂在化工原理实验教学中的应用[J].化工时刊，2018，32（06）：51-53.

[6] 王凤秋，玄琳琳.“翻转课堂”与高校研究生教学模式改革[J].黑龙江高教研究，2017（1）.